微囊藻毒素在上海市水源地的分布狀況及去除研究.pdf

1、本文采用預(yù)氧化、粉末活性炭吸附、混凝和強(qiáng)化混凝工藝以及液氯消毒等工藝對(duì)兩種常見的微囊藻毒素及藻類的去除特性和機(jī)理進(jìn)行了研究，此外，還對(duì)上海市水源水中藻類和微囊藻毒素的狀況進(jìn)行了調(diào)查，初步研究了太陽光催化氧化對(duì)微囊藻毒素的去除效果、影響因素以及其對(duì)藻類的滅活和生長抑制作用。 針對(duì)上海市水源地的首次系統(tǒng)調(diào)查結(jié)果表明，上海市兩大水源地水中的藻類數(shù)目和微囊藻毒素濃度相對(duì)較低：兩大水源地藻類數(shù)目基本在6～1000萬個(gè)/L之間；黃浦江水中的

2、總MC-LR濃度在0～250ng/L之間，總MC．RR濃度在0～650ng/L之間，且主要為溶解性毒素，而長江水中毒素濃度則更低，許多月份低于100ng/L的檢測限，但形成原因各不相同。 預(yù)氯化和高錳酸鉀預(yù)氧化均可在一定程度上強(qiáng)化混凝工藝對(duì)藻類的去除效果。預(yù)氯化工藝非但不能有效降低細(xì)胞外微囊藻毒素濃度，反而會(huì)使藻細(xì)胞破裂釋放出藻毒素；高錳酸鉀預(yù)氧化雖然不能顯著降低細(xì)胞外微囊藻毒素的濃度，但不會(huì)明顯增加水中微囊藻毒素濃度，原因?yàn)楦?/p>

3、錳酸鉀優(yōu)先與水中的溶解性微囊藻毒素反應(yīng)。 粉末活性炭可以有效吸附去除水中的微囊藻毒素，10mg/L的粉末活性炭在40min內(nèi)對(duì)MC-RR、MC-LR的去除率分別達(dá)到55％和45％；在一定初始濃度范圍下，對(duì)于給定的吸附時(shí)間、活性炭投加量，在天然有機(jī)物存在的條件下，兩種微囊藻毒素的去除效果與其初始濃度無關(guān)，應(yīng)用孔表面擴(kuò)散模型(PSDM)、理想吸附理論(IAST)及當(dāng)量背景化合物理論(EBC)從理論上證明了這一結(jié)果；與以往的結(jié)果不同，

4、粉末活性炭和氯同時(shí)投加時(shí)，氯會(huì)在一定程度上強(qiáng)化粉末活性炭對(duì)兩種微囊藻毒素的吸附去除效果(20％左右)，原因可能為粉末活性炭的表面官能團(tuán)與氯作用生成羥基自由基，強(qiáng)化了對(duì)微囊藻毒素的氧化效果。 對(duì)處于高藻期的原水，調(diào)節(jié)原水的pH值到6.0左右并投加10mg/L左右的粉末活性炭可以有效去除原水中的藻類，并保證其細(xì)胞的完整性，此外還可解決高藻水的藻嗅問題；強(qiáng)化混凝工藝可以明顯提高細(xì)胞外微囊藻毒素的去除效果，去除率達(dá)到60～70％，去除機(jī)

5、理主要在于強(qiáng)化混凝工藝條件下，微囊藻毒素分子結(jié)構(gòu)中的羧基與水合金屬離子形成溶解度相對(duì)較小的化合物，而這種化合物較易在混凝過程加以去除，對(duì)有機(jī)物的分級(jí)測定結(jié)果表明，強(qiáng)化混凝明顯強(qiáng)化了對(duì)微囊藻毒素這類小分子弱疏水性有機(jī)物的去除；而強(qiáng)化混凝工藝不能強(qiáng)化對(duì)水中的阿特拉津和雙酚A這類微量有機(jī)污染物的去除。游離氯對(duì)兩種微囊藻毒素(MC-LR、MC-RR)具有一定的去除作用，兩種微囊藻毒素的氯化降解過程均符合二級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，氧化過程與反應(yīng)時(shí)間和游

6、離氯濃度密切相關(guān)；在pH值為7.25時(shí)，將黃浦江水中10 μg/L的MC-LR降低到國家水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)中的要求值(1 μg/L)所需要的CT值為101.88mgmin/L，較低的pH值有利于兩種微囊藻毒素的氧化降解，原因?yàn)镠OCl與微囊藻毒素分子之間的反應(yīng)為游離氯氧化微囊藻毒素的主要途徑；強(qiáng)化混凝+氯+氨聯(lián)合消毒工藝在有效保證消毒效果的同時(shí)，顯著降低了DBPs的生成量，該消毒工藝用于處理高藻水則可以有效去除水中的藻類細(xì)胞、細(xì)胞外微囊藻毒素。

7、 太陽光催化氧化工藝對(duì)飲用水中MC-RR、MC-LR兩種微囊藻毒素有很好的去除效果，兩種物質(zhì)的降解過程均符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型；腐殖酸對(duì)太陽光降解水中微囊藻毒素具有促進(jìn)和抑制的雙重作用，在太陽光/腐殖酸體系中，腐殖酸可以催化微囊藻毒素的光降解，而在太陽光/腐殖酸/TiO<,2>體系中，由于腐殖酸吸收了大量的太陽光，減弱了照射到TiO<,2>上的光強(qiáng)以及腐殖酸本身可以與羥基自由基反應(yīng)，從而弱化微囊藻毒素的光降解效果；溶解氧對(duì)太陽光催